Микробиомы древесных крыс: главное — это кто вы есть

Каждое млекопитающее является хозяином скрытого сообщества других организмов — микробиома. Их кишечники кишат сложными микробными популяциями, которые критически важны для питания, борьбы с болезнями и расщепления вредных токсинов. Хотя учёные согласны, что диета, география и эволюционная история формируют микробиом, относительное влияние каждого фактора оставалось загадкой.

Биологи из Университета Юты проанализировали бактерии в кишечном микробиоме древесных крыс (Neotoma), группы близкородственных травоядных грызунов. Эти животные, известные способностью есть крайне токсичные растения, предоставили уникальную возможность проверить влияние диеты, географии и эволюционной истории на структуру микробиома.

Исследователи использовали методы ДНК-баркодирования для характеристики диеты и кишечных бактерий семи видов древесных крыс из 25 популяций в 19 локациях на юго-западе США. Затем грызунов поместили в неволю, кормили стандартным рационом в течение месяца и повторно отобрали пробы микробиома.

Результаты показали, что как у диких, так и у содержащихся в неволе особей, эволюционная история была самым значимым предиктором структуры микробиома — важнее диеты и географии.

Диета и география — не главное

В диких популяциях диета и география всё же влияли на состав и разнообразие микробиома:

• Животные с более разнообразным рационом имели более разнообразный микробиом.
• Особи в одной локации имели более схожие микробиомы, которые различались сильнее с увеличением расстояния между местами отлова.

Однако родство хозяев оставалось самым важным фактором. Этот эффект стал ещё заметнее, когда животных поместили в неволю.

«Микробиом каждой особи сильно изменился, но всё же оставался ближе к её исходному "дикому" состоянию, чем к микробиому любой другой особи другого вида», — сказала ведущий автор Сара Вайнштейн. «Мы не увидели слияния микробиомов в однородную картину; виды сохранили отличные бактериальные сообщества».

Исследование также показало, что реакция микробиома на условия неволи была специфичной для каждого вида, что указывает на влияние эволюционной истории хозяина не только на структуру, но и на стабильность микробиома.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 15 ноября 2021 года.